贵大新闻网讯(材料与冶金学院)近日,我校材料与冶金学院刘玉飞特聘教授团队在生物基聚酰胺材料研究领域取得重要突破,相关成果以 Biobased Polyamide 5652 with α‑Crystal Form: Characterization and Low Moisture Absorption为题,发表于高分子领域顶级期刊Macromolecules(自然指数期刊,中科院一区TOP)。贵州大学材料与冶金学院为论文第一完成单位,材料与冶金学院2022级硕士研究生王艳平为第一作者,刘玉飞特聘教授为通讯作者。
近年来,生物基聚酰胺56(PA56)因其原料可再生、低碳环保而备受关注,但其特殊的分子结构(戊二胺单元含奇数碳原子)导致其晶体通常以γ晶型为主,饱和吸水率高达12%以上,在潮湿环境中力学性能显著下降(如拉伸强度降低20%-30%),严重限制了在精密工程领域的应用,而传统改性方法往往以牺牲材料其他性能为代价。
针对这一难题,刘玉飞特聘教授创新性地提出了双氢键结构调控策略:自主合成关键单体,设计并成功合成新型565二胺单体(C16H34N4O2),将565二胺与草酸二丁酯通过溶液聚合及优化的固相聚合技术,制备了具有严格交替序列结构的生物基聚酰胺5652(PA5652)。独特的交替结构和反式双重氢键形成稳定性更高的α晶体形态,实现了材料的本征性低吸湿特性。生物基PA5652展现出优异的综合性能:熔点(Tm)为270.1℃,结晶温度(Tc)为241.5℃;初始降解温度(Td,5%)为389.5℃;结晶度(Xc)为48.3%;重要的是,饱和吸水率大幅降至5.8%,大大改善了生物基PA56高吸湿问题。
本研究通过调控结晶结构有效降低了生物基聚酰胺的吸湿性,为开发新一代高性能、低吸湿的生物基工程塑料开辟了新方向。
该工作得到了贵州大学自然科学基金项目、贵州省创新人才团队项目、贵阳市科技计划项目支持。
编辑:庞爱忠 张蝉
责编:李旭锋
编审:丁龙